CN204757945U - 车轮内孔测量机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车轮内孔测量机，包括：垂直滑台；平衡配重装置，其可滑动地连接至垂直滑台；测头旋转装置，其可滑动地连接至垂直滑台；测量头，其设置在测头旋转装置上；测头旋转装置与平衡配重装置通过垂直滑台支承可滑动地连接，以使平衡配重装置平衡测量头；标定装置，其设置在测头旋转装置上；驱动装置，其驱动测头旋转装置；对中装置，其位于测头旋转装置的下方；对中装置处于被测车轮的下方对其内孔进行多次定位，测量头位于被测车轮的上方对已定位的被测车轮的内孔进行测量。本实用新型用一种测量头可测量不同车轮的内孔径，测量头与车轮内孔径实现自动对中，测量时，测量头中的气动位移传感器触头才与车轮接触，提高了触头寿命。

Description

车轮内孔测量机

技术领域

本实用新型涉及一种轨道机车、车辆检测设备。更具体地说，本实用新型涉及一种用在对轨道车辆的车轮或者大齿轮内孔径进行测量的情况下使用的车轮内孔测量机。

背景技术

车轮、大齿轮是各种轨道车辆的关键部件，直接关系到车辆的正常运行和安全。在车轴和大齿轮、车轮压装前，是以车轴尺寸为基准来选配大齿轮和车轮内径。过去大齿轮、车轮内孔多由人工检测选配，检测效率低，劳动强度大。前期设计的车轮内孔测量机，测量范围小，一个测量头只能测量一种规格的孔径，测量不同的孔径，就要用不同的测量头，安装、调整比较复杂。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种使用一种测量头可以测量不同车轮内孔径样的车轮内孔测量机，其选用大量程测量头，选用0～10mm高精度气动位移传感器，测量的直径差可实现0～10mm，通过机械导向装置进行接触式测量，在轨道机车、车辆车轮制造和检修工作中自动测量大齿轮、车轮内孔的尺寸参数，使其能够与车轴的尺寸相配合进行压装，计算机进行结果处理、选配，提高了工作效率。

本实用新型还有一个目的是通过设置对中装置对车轮中心孔进行精确定位，实现自动对中，改变了前期测量头与车轮内孔手动对中现象，提高工作效率。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种车轮内孔测量机，包括：

垂直滑台；

平衡配重装置，其可滑动地连接至所述垂直滑台；

测头旋转装置，其可滑动地连接至所述垂直滑台；

测量头，其设置在所述测头旋转装置上；

所述测头旋转装置与所述平衡配重装置通过所述垂直滑台支承可滑动地连接在一起，以使所述平衡配重装置平衡所述测量头；

标定装置，其设置在所述测头旋转装置上；

驱动装置，其驱动所述测头旋转装置带动所述测量头移动；以及

对中装置，其位于所述测头旋转装置的下方；

其中，所述对中装置处于被测车轮的下方对被测车轮的内孔进行多次定位，所述测量头位于所述被测车轮的上方对已定位的被测车轮的内孔进行测量。

优选的是，其中，所述对中装置包括：定位套、第一油缸、第二油缸、第三油缸、锥度定位芯轴与定位卡爪，所述第一油缸和所述第三油缸的后法兰端面连接在一起，所述第一油缸的活塞杆与所述对中装置固定连接，所述第三油缸的上端面与所述定位套的下端面连接，所述第三油缸的活塞杆与所述锥度定位芯轴通过活塞杆螺纹连接，所述定位卡爪位于所述锥度定位芯轴的上方，所述第一油缸驱动所述定位套移动，所述第二油缸驱动待测车轮的球面轴承车轮轮毂支撑面上升，所述第三油缸驱动所述锥度定位芯轴上移并驱动所述定位卡爪涨紧在待测车轮内孔表面实现车轮内孔定位。

优选的是，其中，所述测量头包括：测量头本体、气动位移传感器、卡套和端盖，所述测量头本体的上部开设有定位止口和工艺口，所述定位止口连接所述测头旋转装置的主轴，所述工艺口用于通过信号线与压缩空气管，所述气动位移传感器通过所述卡套安装在所述测量头本体内的下部，所述测量头本体内设置有气动电磁阀以驱动所述气动位移传感器沿所述测量头宽度方向伸出或缩回，所述端盖覆盖密封在所述测量头本体的底部。

优选的是，其中，所述测量头本体内部设置有数字探头接口电子装置、气动元件和电线电缆，所述数字探头接口电子装置与所述气动元件安装固定于所述测量头本体内的上部，所述电线电缆通过所述工艺口。

优选的是，其中，所述定位卡爪为3个，对应被测车轮内孔的不同方向，以涨紧所述被测车轮内孔的表面定位所述被测车轮内孔。

优选的是，其中，所述标定装置包括标定环和标定支座，所述标定支座的定位止口与所述标定环的外径过度配合，所述标定环包括校准环，所述标定环和所述校准环为两个不同内孔径的同心圆环。

优选的是，其中，所述对中装置还包括：导向座、导向杆、球面轴承与对中底座，所述导向座的下端面与所述第二油缸的活塞杆连接，所述导向座的四个角固定四个所述导向杆，所述球面轴承的固定环安装在所述导向座上，所述对中底座的底部支撑所述第一油缸，所述对中底座的上部端面安装两个所述第二油缸，所述对中底座的四个角安装导向所述导向杆的导向套。

优选的是，其中，还包括：横梁、立柱和底座，所述底座支承所述对中装置，所述横梁支承所述测量头，所述立柱位于所述横梁和所述底座之间，通过螺栓或者定位销连接所述横梁与所述底座。

优选的是，其中，所述气动位移传感器为两个，两个所述气动位移传感器位于所述测量头本体的同一截面内。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、由于采用一种测量头，完成不同车轮内孔孔径的测量，代替前期每台设备配备3-4个测量头现象，减少了更换测量头的辅助时间，提高工作效率；

2、由于采用高精度气动位移传感器与车轮内径实现接触式测量。在测量头移动和旋转过程中，气动位移传感器触头处于缩回状态，只有当测量头处于测量状态时，气动位移传感器触头才与车轮工件接触。在测量头与车轮工件相对运动过程中，移传感器触头不与车轮工件接触，减少了触头的摩擦与磕碰，极大地提高了位移传感器触头的寿命；

3、测量头与车轮内孔实现自动对中，改变了前期测量头与车轮内孔手动对中现象，提高工作效率；

4、简化了设备的结构，去掉了高成本测量头2-3个，去掉了测量头转换装置和万向调整装置等，外协尺寸比原来减小，降低设备成本50％左右；

5、提高设备设备的安全性、可靠性，增加了测量头平衡配重装置，减少了原测量头无风时测量头下滑、跌落的风险。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中车轮内孔测量机的结构示意图；

图2为本实用新型的一个实施例中对中装置的结构示意图；

图3为本实用新型的另一个实施例中对中装置的结构示意图；

图4为本实用新型的另一个实施例中测量头的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1示出了根据本实用新型的一种实现形式，其中包括：

垂直滑台2；

平衡配重装置6，其可滑动地连接至所述垂直滑台2；

测头旋转装置3，其可滑动地连接至所述垂直滑台2；

测量头5，其设置在所述测头旋转装置3上；

所述测头旋转装置3与所述平衡配重装置6通过所述垂直滑台2支承可滑动地连接在一起，以使所述平衡配重装置6平衡所述测量头5；

标定装置4，其设置在所述测头旋转装置3上；

驱动装置1，其驱动所述测头旋转装置3带动所述测量头5移动；以及

对中装置10，其位于所述测头旋转装置3的下方；

其中，所述对中装置10处于被测车轮的下方对被测车轮的内孔进行多次定位，所述测量头5位于所述被测车轮的上方对已定位的被测车轮的内孔进行测量。

在这种技术方案中，被测车轮通过输送线8平移，使其停在指定位置，对中装置10使车轮托起，被测车轮端面脱离输送线8，涨紧车轮内孔对中后，被测车轮内孔与测量头同轴，同轴度在0.2mm范围内，测量头在驱动装置的驱动下，先通过标定装置标定尺寸，后校准精度，之后向下靠近被测车轮，快接近被测车轮时，进入被测车轮前，转入工作进给，依次测量3个横截尺寸，测量头在测量头旋转装置驱动下，旋转60度，再依次测量3个截面尺寸后，测量完毕，测量头快退到原始位置，对中装置使被测车轮落下放在车轮输送线上，被测车轮输送到下一个工位。

其中，平衡配重装置的作用是平衡测量头重量，减轻垂直驱动装置的负载，也防止测量头的不平衡坠落。标定装置作用是先对车轮内孔测量机进行标定尺寸，建立测量零基准，之后进行检测校准。

在另一种实例中，如图2与图3所示，所述对中装置10包括：定位套160、第一油缸190、第二油缸180、第三油缸140、锥度定位芯轴200与定位卡爪120，所述第一油缸190和所述第三油缸140的后法兰端面连接在一起，所述第一油缸190的活塞杆与所述对中装置10固定连接，所述第三油缸140的上端面与所述定位套160的下端面连接，所述第三油缸140的活塞杆与所述锥度定位芯轴200通过活塞杆螺纹连接，所述定位卡爪120位于所述锥度定位芯轴200的上方，所述第一油缸190驱动所述定位套120移动，所述第二油缸180驱动待测车轮的球面轴承车轮轮毂支撑面上升，所述第三油缸140驱动所述锥度定位芯轴200上移并驱动所述定位卡爪120涨紧在待测车轮内孔表面实现车轮内孔定位。

在这种技术方案中，对中原理：内孔测量机对中装置的定位套160，用第一油缸190推动插入被测车轮内孔后，利用定位套160的外锥面，使车轮实现粗定位；第二油缸180顶升，带动有球面轴承110的被测车轮轮毂支撑面上升，使被测车轮脱离输送线；车轮粗定位后，用第三油缸140推动内孔锥度定位芯轴200上移，推动3个定位卡爪120涨紧在车轮内孔表面，在定位卡爪120涨紧的过程中，带动支撑车轮轮毂端盖220的球面轴承微动摆动，实现了车轮内孔定位的目的，在定位结束后，定位卡爪120与定位套160通过复位弹簧复位。

在另一种实例中，如图4所示，所述测量头5包括：测量头本体500、气动位移传感器510、卡套520和端盖，所述测量头本体500的上部开设有定位止口和工艺口，所述定位止口连接所述测头旋转装置3的主轴，所述工艺口用于通过信号线与压缩空气管，所述气动位移传感器510通过所述卡套520安装在所述测量头本体500内的下部，所述测量头本体500内设置有气动电磁阀以驱动所述气动位移传感器510沿所述测量头宽度方向伸出或缩回，所述端盖覆盖密封在所述测量头本体的底部。

在这种技术方案中，测量原理：在测量头5移动和旋转过程中，气动位移传感器510的触头处于缩回状态，当测量头5处于测量状态时，气动位移传感器510的触头气动电磁阀打开，测量触头与被测车轮接触。在测量头5与被测车轮相对运动过程中，气动位移传感器510的触头不与工件接触，减少了触头的摩擦与磕碰，提高了气动位移传感器510触头的寿命。

在另一种实例中，所述测量头本体500内部设置有数字探头接口电子装置、气动元件和电线电缆，所述数字探头接口电子装置与所述气动元件安装固定于所述测量头本体内的上部，所述电线电缆通过所述工艺口。

在另一种实例中，所述定位卡爪120为3个，对应被测车轮内孔的不同方向，以涨紧所述被测车轮内孔的表面定位所述被测车轮内孔。

在另一种实例中，所述标定装置4包括标定环和标定支座，所述标定支座的定位止口与所述标定环的外径过度配合，所述标定环包括校准环，所述标定环和所述校准环为两个不同内孔径的同心圆环。

在另一种实例中，如图2所示，所述对中装置10还包括：导向座130、导向杆170、球面轴承110与对中底座150，所述导向座130的下端面与所述第二油缸180的活塞杆连接，所述导向座130的四个角固定四个所述导向杆130，所述球面轴承110的固定环安装在所述导向座130上，所述对中底座150的底部支撑所述第一油缸190，所述对中底座150的上部端面安装两个所述第二油缸180，所述对中底座150的四个角安装导向所述导向杆170的导向套。

在另一种实例中，如图1所示，车轮内孔测量机还包括：横梁11、立柱7和底座9，所述底座9支承所述对中装置10，所述横梁11支承所述测量头5，所述立柱7位于所述横梁11和所述底座9之间，通过螺栓或者定位销连接所述横梁11与所述底座9。

在另一种实例中，所述气动位移传感器510为两个，两个所述气动位移传感器位于所述测量头本体的同一截面内。

本实用新型其中一个实施例的工作过程为：车轮在水平输送线8平移，靠电器限位使车轮停在指定位置。车轮对中装置10使车轮托起，车轮端面脱离输送线，涨紧车轮内孔对中后，车轮内孔与测量头同轴，同轴度在0.2mm范围内。之后涨紧机构退回、一级定位套缩回，靠静摩擦力保持对中状态。测量头在伺服电机驱动下，先标定尺寸，后校准精度。之后快进接近工件，进入工件前，转入工作进给，依次测量3个截面尺寸；测量头在测头旋转装置驱动下，旋转60度，再依次测量3个截面尺寸后，测量完毕，测量头快退到原始位置。对中机构使车轮落下放在车轮输送线上，车轮输送到下一工位。

平衡配重装置的作用是平衡测量头重量，减轻垂直驱动电机负载，也防止测量头的不平衡坠落。

标定装置作用是先对车轮内孔测量机进行标定尺寸，建立测量零基准，之后进行检测校准。

车轮内孔定位：机车车辆使用的轮对，是在车轮和车轴经轮轴压装机压装后，二次在车轮车床以车轴中心孔定位加工的，保证了车轴和车轮踏面的同轴度。由于车轮车床只加工轮对踏面而不加工车轮轮毂端面，所以车轮内孔与轮毂端面不垂直。实现车轮内孔定位方案，车轮在水平输送线上，用电器限位停在指定位置，先用内孔测量机定位套(下锥套)，用第一油缸推动插入车轮内孔后，上移定位套，使车轮实现粗定位；第二油缸顶升，带动有球面轴承车轮轮毂支撑面上升，使车轮脱离输送线；车轮粗定位后，用第三油缸推动内孔定位锥度芯轴上移，推动3个定位卡爪涨紧在车轮内孔表面，在定位卡爪涨紧的过程中，带动支撑车轮轮毂端面的球面轴承微动摆动，实现了车轮内孔定位的目的。

大量程测量头：选用0-10mm高精度气动位移传感器，测量的直径差可以实现0-10mm，(现有技术测量的直径范围差仅0-1mm)。气动位移传感器直径方向布局，与车轮内径实现接触式测量。在测量头移动和旋转过程中，气动位移传感器触头处于缩回状态，只有当测量头处于测量状态时，气动位移传感器触头才与工件接触。在测量头与工件相对运动过程中，移传感器触头不与工件接触，减少了触头的摩擦与磕碰，极大地提高了位移传感器触头的寿命。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的车轮内孔测量机的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

如上所述，根据本实用新型，由于采用一种测量头，完成不同车轮内孔孔径的测量，代替前期每台设备配备3-4个测量头现象，减少了更换测量头的辅助时间，提高工作效率；由于采用高精度气动位移传感器与车轮内径实现接触式测量。在测量头移动和旋转过程中，气动位移传感器触头处于缩回状态，只有当测量头处于测量状态时，气动位移传感器触头才与车轮工件接触。在测量头与车轮工件相对运动过程中，移传感器触头不与车轮工件接触，减少了触头的摩擦与磕碰，极大地提高了位移传感器触头的寿命；采用对中装置使得测量头与车轮内孔实现自动对中。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种车轮内孔测量机，其特征在于，包括：

垂直滑台；

平衡配重装置，其可滑动地连接至所述垂直滑台；

测头旋转装置，其可滑动地连接至所述垂直滑台；

测量头，其设置在所述测头旋转装置上；

所述测头旋转装置与所述平衡配重装置通过所述垂直滑台支承可滑动地连接在一起，以使所述平衡配重装置平衡所述测量头；

标定装置，其设置在所述测头旋转装置上；

驱动装置，其驱动所述测头旋转装置带动所述测量头移动；以及

对中装置，其位于所述测头旋转装置的下方；

其中，所述对中装置处于被测车轮的下方对被测车轮的内孔进行多次定位，所述测量头位于所述被测车轮的上方对已定位的被测车轮的内孔进行测量。

2.如权利要求1所述的车轮内孔测量机，其特征在于，所述对中装置包括：定位套、第一油缸、第二油缸、第三油缸、锥度定位芯轴与定位卡爪，所述第一油缸和所述第三油缸的后法兰端面连接在一起，所述第一油缸的活塞杆与所述对中装置固定连接，所述第三油缸的上端面与所述定位套的下端面连接，所述第三油缸的活塞杆与所述锥度定位芯轴通过活塞杆螺纹连接，所述定位卡爪位于所述锥度定位芯轴的上方，所述第一油缸驱动所述定位套移动，所述第二油缸驱动待测车轮的球面轴承车轮轮毂支撑面上升，所述第三油缸驱动所述锥度定位芯轴上移并驱动所述定位卡爪涨紧在待测车轮内孔表面实现车轮内孔定位。

3.如权利要求1所述的车轮内孔测量机，其特征在于，所述测量头包括：测量头本体、气动位移传感器、卡套和端盖，所述测量头本体的上部开设有定位止口和工艺口，所述定位止口连接所述测头旋转装置的主轴，所述工艺口用于通过信号线与压缩空气管，所述气动位移传感器通过所述卡套安装在所述测量头本体内的下部，所述测量头本体内设置有气动电磁阀以驱动所述气动位移传感器沿所述测量头宽度方向伸出或缩回，所述端盖覆盖密封在所述测量头本体的底部。

4.如权利要求3所述的车轮内孔测量机，其特征在于，所述测量头本体内部设置有数字探头接口电子装置、气动元件和电线电缆，所述数字探头接口电子装置与所述气动元件安装固定于所述测量头本体内的上部，所述电线电缆通过所述工艺口。

5.如权利要求2所述的车轮内孔测量机，其特征在于，所述定位卡爪为3个，对应被测车轮内孔的不同方向，以涨紧所述被测车轮内孔的表面定位所述被测车轮内孔。

6.如权利要求1所述的车轮内孔测量机，其特征在于，所述标定装置包括标定环和标定支座，所述标定支座的定位止口与所述标定环的外径过度配合，所述标定环包括校准环，所述标定环和所述校准环为两个不同内孔径的同心圆环。

7.如权利要求1所述的车轮内孔测量机，其特征在于，所述对中装置还包括：导向座、导向杆、球面轴承与对中底座，所述导向座的下端面与所述第二油缸的活塞杆连接，所述导向座的四个角固定四个所述导向杆，所述球面轴承的固定环安装在所述导向座上，所述对中底座的底部支撑所述第一油缸，所述对中底座的上部端面安装两个所述第二油缸，所述对中底座的四个角安装导向所述导向杆的导向套。

8.如权利要求1所述的车轮内孔测量机，其特征在于，还包括：横梁、立柱和底座，所述底座支承所述对中装置，所述横梁支承所述测量头，所述立柱位于所述横梁和所述底座之间，通过螺栓或者定位销连接所述横梁与所述底座。

9.如权利要求3所述的车轮内孔测量机，其特征在于，所述气动位移传感器为两个，两个所述气动位移传感器位于所述测量头本体的同一截面内。